ساخت ماسه سنگ مصنوعی با حوزه وسیعی از تخلخل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی معدن دانشگاه ارومیه

2 دانشیار مکانیک سنگ، گروه مهندسی معدن دانشگاه ارومیه، ارومیه

چکیده

تخلخل یکی از ویژگی‌هایذاتی بارز سنگ بوده و کاربردهای مهمی در مکانیک سنگ به‌ویژه در محیط‌های متخلخل نظیر مخازن نفتی دارد.  سنگ یک ماده‌ی ناهمگن بوده و عوامل ذاتی متعددی بر مقاومت و رفتار مکانیکی آن مؤثر هستند.  حتی برای یک نوع سنگ با تغییر یکی از ویژگی‌های آن نظیر تخلخل، ویژگی‌ ذاتی دیگر تغییر نموده به‌طوری که تأثیر سهم تخلخل بر رفتار و ویژگی‌های مکانیکی به‌خوبی مشخص نمی‌شود.  یافتن نمونه‌های سنگ دارای تخلخل مختلف و در عین حال همگن که سایر ویژگی‌های ذاتی نظیر اندازه‌ی دانه‌ها یکسان باشد، کاری سخت یا غیر‌ممکن به ‌نظر می‌رسد.  از این جهت مدل‌سازی فیزیکی می‌تواند ابزار مفیدی برای ساخت ماده‌ی شبیه ‌سنگ با تخلخل مختلف باشد طوری که بتوان دیگر عوامل ذاتی مؤثر بر ویژگی‌های مکانیکی آن را ثابت نگه‌داشت. در این تحقیق ماده‌ی مدل متشکل از سیمان، آب و مواد پرکننده با دانه‌بندی ویژه در دو نوع ماسه و سیلیس استفاده شده­است.  با بکارگیری دو تکنیک‌ جدید افزایش آب محتوی به منظور افزایش تخلخل و متراکم‌سازی ترکیب ملات به‌منظور کاهش تخلخل، نمونه‌های استوانه‌ای شکل ساخته‌شده­اند.   تخلخل مؤثر و وزن حجمی نمونه­‌ها با دقت 0.01 اندازه‌گیری شده­اند.  با استفاده از نتیجه‌ی مدل‌سازی فیزیکی ماده‌ی شبیه ‌سنگی دارای دامنه‌ی وسیع تخلخل بین 9.00 تا 34.09 درصد و وزن حجمی بین 1.62 تا 2.41 گرم بر سانتی‌متر مکعب ارایه شده است که شباهت خوبی با ماسه‌سنگ‌های طبیعی دارد.  مقاومت فشاری یک‌محوری ماده‌ی شبیه ‌سنگ ارایه‌شده با تغییر تخلخل به علت همگنی دارای پراکندگی بسیار کمی نسبت به مقاومت فشاری ماسه‌سنگ واقعی است.  ماده‌ی شبیه ‌سنگ ارایه‌شده می‌تواند در مطالعه‌ی تأثیر تخلخل، وزن حجمی و جنس مواد پرکننده بر رفتار و ویژگی‌های مکانیکی سنگ‌های متخلخل همچون ماسه‌سنگ در صنعت معدن، نفت و عمران کمک کند.

کلیدواژه‌ها